Introducción

La elección de un actuador neumático implica más que ajustar su interfaz de montaje a una válvula.operar con el suministro de aire disponible para los instrumentos, y responder correctamente cuando se pierde la presión del aire.

Dos configuraciones comunes son los actuadores neumáticos de resorte y de doble acción.Pero difieren en cómo generan movimiento y lo que sucede cuando el suministro de aire falla.

Comprender estas diferencias ayuda a los ingenieros a seleccionar un paquete de actuadores adecuado para válvulas encendidas/apagadas, aislamiento de procesos, apagado de emergencia y otras aplicaciones de válvulas automatizadas.

1¿Cómo funciona un actuador de resorte?

Un actuador de resorte de retorno utiliza aire comprimido para impulsar el movimiento en una dirección y un resorte interno para proporcionar el movimiento de retorno.

Cuando se aplica presión de aire, el actuador mueve la válvula mientras comprime el muelle.el resorte impulsa el actuador hacia su posición designada.

Dependiendo de la disposición del actuador y la válvula, esto puede proporcionar una acción de apertura o cierre por fallo.

Los actuadores de resorte de retorno se consideran comúnmente cuando la válvula debe moverse a una posición definida después de la pérdida de aire del instrumento.Los ejemplos incluyen ciertas válvulas de apagado de emergencia y válvulas de aislamiento de procesos..

Sin embargo, el retorno del resorte no significa automáticamente el cierre por avería.y requisitos de seguridad de procesos.

2¿Cómo funciona un actuador de doble acción?

Un actuador neumático de doble acción utiliza aire comprimido para impulsar el movimiento en ambas direcciones. El aire se dirige a un lado del mecanismo del pistón o del actuador para mover la válvula en una dirección,Luego al otro lado para invertir el movimiento.

Debido a que ambas direcciones son accionadas neumáticamente, los diseños de doble acción pueden proporcionar una producción sustancial sin depender de un resorte de retorno.Se utilizan ampliamente cuando se requiere un movimiento motorizado en ambas direcciones.

Una distinción importante es el comportamiento durante el fallo del suministro de aire. Un actuador de doble acción no proporciona inherentemente una posición de fallo abierta o cerrada definida.aire atrapadoEn el caso de las válvulas de presión, las fugas, las fuerzas del proceso y la fricción mecánica, la válvula puede permanecer cerca de su última posición o moverse inesperadamente.

Si se requiere una respuesta de fallo definida, el sistema completo puede necesitar equipos adicionales, como un depósito de aire diseñado adecuadamente, una válvula de solenoide u otros accesorios de control neumático.

3Diferencias clave entre los dos diseños

Estas son diferencias generales: el par real, el consumo de aire, las dimensiones y el tiempo de respuesta dependen del diseño del actuador y de las condiciones de funcionamiento.

4. Cómo dimensionar un actuador neumático

El tamaño correcto es esencial para un funcionamiento fiable de la válvula.Mientras que el tamaño excesivo puede aumentar los costos y crear otros problemas de integración.

Paso 1: Determinar el par requerido de la válvula

Obtener los datos de par del fabricante de la válvula para las condiciones reales de funcionamiento.

El par requerido puede cambiar con la presión diferencial, el medio, la temperatura, el material del asiento y la condición de la válvula.

Paso 2: Utilice la presión de aire mínima disponible

La salida del actuador depende de la presión disponible en el actuador, no simplemente de la presión nominal en la cabecera de aire de la planta.

Calcular las pérdidas de presión a través de tubos, accesorios, filtros, reguladores, válvulas de solenoide y otros accesorios.

Paso 3: Comparar el par de salida en toda la carrera

Para un actuador de doble acción, comprobar que el par disponible cumple el requisito de válvula en ambas direcciones.

Para un actuador de resorte de retorno, compruebe tanto la carrera de aire como la carrera de retorno de resorte.el actuador debe proporcionar un par suficiente en las posiciones críticas, no sólo en un punto final.

Paso 4: Aplicar los criterios de dimensionamiento del fabricante

Utilice el método de dimensionamiento del fabricante de la válvula y el actuador, incluido el factor de servicio especificado cuando sea aplicable.

Paso 5: Verifique el paquete completo

Compruebe las dimensiones de montaje, la compatibilidad del eje o el acoplamiento, el recorrido requerido, los accesorios y el tiempo de funcionamiento.Confirmar que el actuador puede realizar el movimiento requerido en condiciones reales de proceso.

5Requisitos para el aire de los instrumentos y los accesorios

La calidad del aire y la presión del instrumento afectan directamente a la fiabilidad del actuador.y demanda esperada durante la operación.

Un paquete neumático completo podrá incluir:

• Regulador de filtros para el suministro adecuado de aire.

• Valvula de solenoide para funciones de control direccional o de apagado.

• Posicionador para aplicaciones de modulación.

• Interruptores de límite o dispositivos de retroalimentación de posición.

• Disposiciones de bloqueo neumático o de depósito de aire cuando se especifique.

• Tubos y accesorios dimensionados para la respuesta requerida.

La configuración de los accesorios difiere entre los dispositivos de resorte y doble acción. Por ejemplo, la función de la válvula de solenoide requerida y el puerto dependen del actuador y el esquema de control.

Los productos de fabricantes como Rotork, AUMA y otros proveedores de automatización de válvulas pueden considerarse dependiendo del tipo de válvula, el requisito de par y la disposición de control requerida.Confirmar la configuración específica del producto antes de especificar un paquete completo.

6Errores comunes en el tamaño

Utilizando la presión nominal del cabezal de aire:El actuador puede recibir una presión sustancialmente menor después de las pérdidas de accesorios y tubos.

Torque de control en una sola posición:Esto puede pasar por alto un par de resorte insuficiente durante la carrera de retorno o una salida insuficiente cerca del punto de ruptura de la válvula.

Sin tener en cuenta las condiciones reales de funcionamiento de la válvula:El par puede variar con el diferencial de presión, el diseño del asiento, la temperatura y el historial de servicio.

Suponiendo que un actuador de doble acción mantenga su posición indefinidamente:Las fugas de aire y las fuerzas del proceso pueden causar movimiento después de la pérdida de suministro.

Selección de los accesorios después del actuador:Las válvulas de solenoides, los posicionadores y los tubos pueden afectar la entrega de presión, la respuesta y el comportamiento de falla.

Conclusión

Los actuadores neumáticos de resorte y doble acción satisfacen diferentes necesidades operativas.mientras que los diseños de doble acción utilizan presión de aire para el movimiento impulsado en ambas direcciones.

La elección correcta depende de la acción requerida de la válvula, el par durante todo el recorrido, la presión mínima del aire disponible, las condiciones del proceso y el escenario de falla.

Una selección completa debe considerar la válvula, el actuador, el aire del instrumento, los accesorios y los requisitos de seguridad como un solo sistema.Esto ayuda a reducir los problemas de puesta en marcha y mejora la fiabilidad del funcionamiento automatizado de las válvulas.

¿Necesita ayuda para elegir un actuador neumático?Se indicará el modelo de válvula, el par o los datos de funcionamiento de la válvula requeridos, la presión del aire disponible y las medidas de fallo requeridas para facilitar una selección más precisa.